난연제 종류 중에서도 최근 몇 년 동안 MCA라는 난연제가 큰 인기를 끌며 한때 공급 부족 현상까지 겪었습니다. 그렇다면 MCA 난연제 는 무엇일까요 ? 난연 원리는 명확하게 이해하고 계신가요? 함께 자세히 알아보겠습니다!
질소계 난연제란 무엇입니까?
현재 질소계 난연제는 주로 멜라민, 디시안디아미드, 구아니딘염(탄산구아니딘, 인산구아니딘, 축합인산구아니딘, 설파민산구아니딘) 및 그 유도체, 특히 인산 유도체의 세 가지 범주로 나뉜다.
- 멜라민
멜라민은 팽창성 내화 코팅 제조 시 발포 성분으로 자주 사용되며, 우수한 발포 효과와 고밀도 탄소 형성을 보입니다. 난연제로만 사용되는 것 외에도, 일반적으로 사용되는 난연제는 산과의 반응으로 생성되는 유도체 염으로, PE, PP, PVC 플라스틱 및 기타 열가소성 및 열경화성 플라스틱에 널리 사용됩니다. 멜라민은 액상 인산염과 함께 난연성 폴리우레탄 폼에 널리 사용됩니다.
- 디시 안디 아미드
디시안디아미드는 주로 구아니디늄염 난연제 제조에 사용되며, 멜라민을 대체하거나 멜라민과 혼합하여 사용할 수 있습니다. 유럽 특허에 따르면, 디시안디아미드를 5% 비율로 혼합하여 첨가하면 폴리아미드가 UL94 V-0 등급의 난연 효과를 얻을 수 있으며, 이 난연제는 재료의 인열 강도에 거의 영향을 미치지 않습니다. 또한, 디시안디아미드는 목재용 내화 접착제 제조에도 사용될 수 있습니다.
- 구아니딘염
구아니딘염은 약물 및 염료의 중간체로 사용되는 것 외에도 목재, 종이, 판지와 같은 셀룰로스 기반 소재의 난연제로도 자주 사용됩니다. 이러한 난연제는 오래 지속되는 난연성을 가지고 있으며, 무기 난연제보다 흡습성이 훨씬 낮고, 우수한 장식적 특성을 가지고 있어 고급 장식용 목재 제조에 널리 사용됩니다. 또한, 팽창성 내화 코팅의 발포제 성분으로도 사용될 수 있습니다.
MCA는 멜라민과 시아누르산을 일정 온도에서 반응시켜 물을 매질로 합성한 첨가제형 난연제입니다. 무독성, 무취, 무미이며 분해 온도가 높습니다(300°C에서 매우 안정적이며 600°C 이상에서 분해됨). 난연 효과가 우수할 뿐만 아니라 가공 중 연기가 적고 고분자 재료와의 상용성이 좋으며 표면 전이 현상이 없습니다. 주로 나일론, PBT, PP, 에폭시 수지, 유기규소, 폴리우레탄, 고무 및 기타 고분자 재료의 난연제로 사용됩니다. 난연 효과가 우수하며 인, 브롬, 안티몬 난연제와 함께 사용하면 상승 효과가 좋으며 다른 첨가제와 병용하여 우수한 난연 효과를 얻을 수도 있습니다. 경제적 관점에서 나일론 소재에 가장 효과적인 난연제입니다. 문헌에 따르면 나일론 10, 나일론 6 또는 이들의 혼합물에 66% 질량 분율의 MCA를 첨가하면 UL94 V-0 난연성 기준을 달성할 수 있다고 합니다.
난연 메커니즘
일반적으로 질소 난연제는 열에 의해 분해될 때 암모니아, 질소, 심부 질소 산화물, 수증기와 같은 불연성 가스를 방출하는 경향이 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 가스의 생성과 난연제의 분해는 대부분의 열을 흡수하여 폴리머의 표면 온도를 크게 낮춥니다.
그리고 질소와 같은 불연성 가스는 공기 중의 산소를 희석하고 폴리머의 열분해로 인해 생성되는 가연성 가스의 농도를 낮추는 역할을 할 뿐만 아니라, 공기 중의 산소와 반응하여 질소, 물, 심층 산화물을 생성하여 재료 표면의 산소를 소모하는 동시에 우수한 난연 효과를 얻습니다.
난연성의 장점
- 낮은 독성
생물학적 실험 결과, 동일한 난연 성능을 달성하는 데 필요한 할로겐 난연제의 독성 지수는 질소 난연제의 5배이며, 질소 난연제로 처리된 고분자 재료의 연기 발생량은 금속 기반 무기 난연 충전재에 이어 두 번째로 낮습니다. 특히 화재 초기 연기 밀도가 낮아 사람들이 대피할 수 있는 기회를 제공하고 초기 진화 작업을 용이하게 합니다.
- 높은 난연 효율
할로겐화물, 금속산화물, 인산염계 난연제, 무기수화물, 수산화물, 붕화물, 규산염, 탄산염, 질소화합물 등을 함유한 난연제 중에서 점화시간과 발열속도를 시험한 결과 질소계 난연제의 효율이 가장 높은 것으로 나타났다.
- 부식성이 낮음
- 연소 중 질소 함유 화합물에서 생성되는 가스는 부식성이 매우 강하며 전기 제품에 심각한 부식 영향을 미치지 않습니다. 실험 결과, 질소 기반 난연제 처리된 전기 도체 또는 전기 부품은 화재 후에도 계속 사용할 수 있는 것으로 나타났습니다.
- 재료 내 광안정제와의 충돌 없음
질소 기반 난연제는 할로겐화물과 같은 자유 라디칼을 쉽게 생성할 수 있는 그룹을 가지고 있지 않기 때문에 일부 재료에 있는 광 안정제를 소모하지 않습니다.
- 높은 열분해 온도
소재 가공 중 난연제 분해로 인한 난연성 저하를 걱정할 필요가 없습니다. 다중 효과 압출기로 압출한 후에도 우수한 기계적 물성과 난연성이 유지됩니다.
- 환경 친화적 인
폐기물은 환경 오염을 일으키지 않습니다.
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